JP2002363963A - 地盤の締固め管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】管理業務の省力化が図れ、簡易で人的ミスの問
題を解消し得る地盤の締固め管理システムを提供する。 【解決手段】車両の位置を検出する位置検出手段と、位
置検出手段から出力される位置データに基づいて地盤の
締固め情報を生成可能な制御装置とを備えた振動ローラ
において、運転席周りに配設された転圧輪起振用の起振
開始・終了操作機構（振動スイッチ）と、制御装置にお
ける地盤の締固め情報の記録開始及び記録終了の動作と
を、自動的に連動させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動ローラで地盤
を締め固めた際の締固め状況を管理する地盤の締固め管
理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高速道路やダム等の建設現場において、
振動ローラで盛土（地盤）の締固め施工を行う場合、施
工は広範囲にわたることから地盤の締固め管理は振動ロ
ーラの締固め回数をもって管理する場合が多い。つま
り、地盤の材質ごとに、振動ローラによる締固め回数と
地盤の締固めの度合いとの相関データを予め試験等で計
測し、把握しておくことで、実際の施工現場において、
設定した締固め回数に達した場合に規定の締固めが行わ
れたとする管理方法である。また、締固め回数の他に、
これも予め試験等で得られた振動ローラの締固め回数と
地盤の層厚との相関データを基にして地盤の層厚で管理
する場合もある。

【０００３】以上の管理方法に基づく従来の地盤の締固
め管理システムは、振動ローラの位置を検出するＧＰＳ
と、このＧＰＳから得られる位置データを基に振動ロー
ラの走行軌跡データを生成する制御装置と、走行軌跡デ
ータやこの走行軌跡データを基にして得られる前記締固
め回数等を表示するモニタ等から構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の地盤の締固め管
理システムは、振動ローラの走行軌跡データの生成を行
うに際し、振動ローラの運転者が転圧輪の振動を開始し
て締固め施工を始めるときに手動で（例えば、スイッチ
操作やキーボード操作等）制御装置に対して走行軌跡デ
ータの生成の指示を与えるというものであった。しかし
ながら、当該構成では、締固め施工のたびに手動で制御
装置に指示を与えるという煩わしさの問題や、指示のし
忘れといった人的ミスが発生するおそれもある。

【０００５】また、施工現場に仮設される管理事務所に
は、通常、管理コンピュータが設置され、振動ローラ
（制御装置）で得られた前記走行軌跡データ等の締固め
情報は最終的にこの管理コンピュータで管理されること
が多い。従来では、振動ローラで得られた締固め情報
は、例えばＩＣカード等の記録媒体を介して人手により
前記管理コンピュータに入力するという構成であった。
しかしながら、当該構成では、締固め施工が終了するた
びに作業者が管理コンピュータに入力するという煩わし
さの問題や、入力の誤操作といった人的ミスが発生する
おそれもある。

【０００６】本発明は、以上のような問題を解決するた
めに創作されたものであり、管理業務の省力化が図れ、
簡易で人的ミスの問題を解消し得る地盤の締固め管理シ
ステムを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、車両の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段から出力される位置データに基づいて地盤の締
固め情報を生成可能な制御装置とを備えた振動ローラに
おいて、運転席周りに配設された転圧輪起振用の起振開
始・終了操作機構と、制御装置における地盤の締固め情
報の記録開始及び記録終了の動作とを、自動的に連動さ
せる構成とした。これにより、作業者が別途に走行軌跡
データの記録開始や記録終了の手動操作を行う必要がな
くなるため管理業務の省力化が図れ、また、人的ミスの
ない、簡易で信頼性の高い地盤の締固め管理システムを
構築できる。

【０００８】また、前記制御装置における地盤の締固め
情報の記録終了時に、記録した地盤の締固め情報を無線
により管理コンピュータに自動的に送信する構成とし
た。これにより、管理コンピュータへの入力の煩わしさ
がなくなるため管理業務の省力化が図れ、また、入力の
し忘れといった問題も解消され、簡易で信頼性の高い地
盤の締固め管理システムを構築できる。

【０００９】さらに、前記管理コンピュータにおいて、
受信した地盤の締固め情報を自動的に追加或いは更新す
る構成とすれば、一層、管理業務の省力化及び簡易で信
頼性の高い地盤の締固めシステムを構築できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。先ず、本発明に係る地盤の締
固め管理システム１の概略構成例を図１に示す。この締
固め管理システム１は、振動ローラの位置を検出する位
置検出手段２と、位置検出手段２から出力される位置デ
ータに基づいて振動ローラの走行軌跡データ（締固め情
報）を生成する制御装置３とを主な構成要素とする。

【００１１】位置検出手段２としては例えばＧＰＳが利
用され、振動ローラに搭載したＧＰＳアンテナ４により
複数の衛星から送信された電波を受信する。また、ＧＰ
Ｓ固定局５（通常、施工現場付近の管理事務所に設置さ
れる）から位置修正データを送信し、振動ローラに搭載
した受信機６により受信する。なお、位置検出手段２と
してはＧＰＳに限られるものではなく、例えばジャイロ
コンパス等で構成することも可能である。

【００１２】制御装置３は前記ＧＰＳアンテナ４や受信
機６にて受信した車両の位置データ等を入力し、演算処
理して振動ローラの走行軌跡データを生成する。走行軌
跡データは、二次元的に管理する場合には車両の（Ｘ，
Ｙ）座標、三次元的に管理する場合には車両の（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）座標からなる座標データであり、所定のサンプ
リング周波数をもって生成されるデータである。制御装
置３は専用のコントローラとして構成しても良いし、例
えばノート型パソコンを利用する態様としても良い。そ
して、振動ローラの運転席に液晶ディスプレイ等を備え
た車載モニタ７が配設されている場合には、前記走行軌
跡データを基に例えば後に詳述するような締固め回数の
分布や締固め層厚の分布等をこの車載モニタ７にカラー
グラフィック表示させる。この場合、運転者は車載モニ
タ７をモニタリングしながら締固め施工を行えるので、
締固め状況に応じて車両の走行速度の調整や締固め箇所
の変更等を瞬時に行えるなどの効果が奏される。但し、
車載モニタ７を省略する構成としても無論良く、制御装
置３内のメモリにおいて走行軌跡データを記録しておけ
ば、後記するように無線にて走行軌跡データを管理事務
所に送信することで締固め管理が可能となるものであ
る。

【００１３】また、本発明においては、加速度検出手段
８についても車載モニタ７と同様にその有無が選択的な
構成要素である。締固めの度合いに伴って転圧輪が受け
る地盤からの反力の違いに起因し、転圧輪の加速度は異
なった値となる。そこで、この加速度の値を見ることで
締固めの度合いを管理できることとなる。加速度検出手
段８は転圧輪の上下方向の加速度を検出するものであ
り、通常、公知の加速度センサ（図示せず）が使用され
る。加速度センサで得られた加速度波形は例えば制御装
置３内にてフーリエ変換処理等を経て、予め設定した演
算式によって所定の締固め度を示す値（例えば締固め密
度値）として算出される。この締固め密度値は前記車載
モニタ７に表示させることも勿論可能である。このよう
に加速度検出手段８を備える構成とすれば、具体的な締
固め密度値として表示可能となることから、締固め回数
等の管理と併用することで、より正確な地盤の品質管理
が行えるようになる。

【００１４】さて、本発明にかかる締固め管理システム
１は、振動ローラの運転席周りに配設された転圧輪起振
用の起振開始・終了操作機構（例えば振動スイッチ等）
と、制御装置３における地盤の締固め情報（前記した走
行軌跡データ等）の記録開始及び記録終了の動作とを自
動的に連動させる構成としたことを主な特徴とする。つ
まり、運転者が振動スイッチをＯＮ状態にして転圧輪の
振動を開始した時点で、自動的に制御装置３内のメモリ
において走行軌跡データの記録が開始され、振動スイッ
チをＯＦＦ状態として転圧輪の振動を停止させた時点
で、自動的に走行軌跡データの記録が終了する構成とな
っている。

【００１５】前記運転席周りに配設される転圧輪起振用
の起振開始・終了操作機構の型式は振動ローラの機種に
よって異なるものであり、起振のＯＮ−ＯＦＦ機能を有
するものであれば本発明において特に限定されるもので
はない。通常は押しボタン式やロータリ式、トグル式の
スイッチ、或いはレバー等からなる。また、振動スイッ
チの具体的な配設位置については計器ボードや前後進レ
バー等に取り付けられる場合が一般的である。

【００１６】前記起振開始・終了操作機構と、制御装置
３における地盤の締固め情報の記録開始及び記録終了の
動作とを自動的に連動させる構成として、本形態では起
振開始・終了操作機構（振動スイッチ）のＯＮ−ＯＦＦ
の状態を検出する振動スイッチ検出手段９を備える構成
としてあり、当該振動スイッチ検出手段９から出力され
る信号に基づいて地盤の締固め情報の記録開始及び記録
終了の動作が行われるようにしている。

【００１７】図２において、符号１０を付して一点鎖線
で囲った部位は、振動ローラにおける振動系の制御回路
の一部を示す。符号１１は例えば運転席の前後進レバー
の握り箇所に取り付けられたボタン式の振動スイッチで
ある。また本形態では、振動ローラが、転圧輪の起振力
の強弱モード（ＨＩＧＨモード−ＬＯＷモード）を切換
え可能な「Ｈ−ＯＦＦ−Ｌ」選択スイッチ１２を有して
おり、ＨＩＧＨモード用の電気信号が端子ａから、ＬＯ
Ｗモード用の電気信号が端子ｂから取り出される。な
お、この「Ｈ−ＯＦＦ−Ｌ」選択スイッチ１２も通常、
運転席周りに配設されるものであり、ロータリスイッチ
やトグルスイッチ等からなる。そして図から判るよう
に、振動スイッチ１１に関する振動スイッチ回路は、こ
の「Ｈ−ＯＦＦ−Ｌ」選択スイッチ１２と直列に配線さ
れていることから、振動スイッチ１１のＯＮ（振動開
始）信号及びＯＦＦ（振動停止）信号は「Ｈ−ＯＦＦ−
Ｌ」選択スイッチ１２の端子ａ，端子ｂから一元的に取
り出すことができる。

【００１８】振動スイッチ検出手段９の回路について説
明すると、前記「Ｈ−ＯＦＦ−Ｌ」選択スイッチ１２の
端子ｂ，端子ａにはそれぞれ配線１３，１４が接続され
る。配線１３，１４はそれぞれ電流調整用の抵抗Ｒ１，
Ｒ２、定電圧用のダイオードＤ１，Ｄ２を介し接地され
たうえでＯＲ回路１５に接続する。ＯＲ回路１５の出力
側はＮＯＴ回路１６に接続する。ＮＯＴ回路１６の出力
側は出力端子ｄに接続するとともに、ＮＯＴ回路１７を
介し出力端子ｃに接続する。出力端子ｃ，ｄはともに制
御装置３のＩ／Ｏポートに接続するものである。なお、
符号Ｇはグランド端子である。

【００１９】作用を説明すると、運転者が「Ｈ−ＯＦＦ
−Ｌ」選択スイッチ１２をＨＩＧＨモード，ＬＯＷモー
ドのいずれかに設定し、振動スイッチ１１をＯＮにする
と（図４におけるステップ１）、端子ｂ又は端子ａから
の電気信号が配線１３又は配線１４を介しＨ信号（勿論
ここでいうＨ信号とは５Ｖ信号を指し、以下に記すＬ信
号とは０Ｖ信号を指す）としてＯＲ回路１５に入力され
る。このＯＲ回路１５により、「Ｈ−ＯＦＦ−Ｌ」選択
スイッチ１２におけるＨＩＧＨモード，ＬＯＷモードの
区別なく振動スイッチ１１に関する電気信号の検出が可
能となる。そして、ＯＲ回路１５から出力されるＨ信号
はＮＯＴ回路１６を経て出力端子ｄにおいてＬ信号とし
て出力され、またＮＯＴ回路１６及びＮＯＴ回路１７を
経て出力端子ｃにおいてはＨ信号として出力される。制
御装置３はこの２つの信号を受けてメモリ内において走
行軌跡データの記録を自動的に開始する（図４のステッ
プ２）。

【００２０】また、運転者が振動スイッチ１１をＯＦＦ
にすると（図４のステップ３、なお「Ｈ−ＯＦＦ−Ｌ」
選択スイッチ１２はＨＩＧＨモード，ＬＯＷモード，Ｏ
ＦＦのいずれの状態でも構わない）、端子ａ及び端子ｂ
において電流は流れず、ともにＬ信号としてＯＲ回路１
５に入力される。ＯＲ回路１５から出力されるＬ信号は
ＮＯＴ回路１６を経て出力端子ｄにおいてＨ信号として
出力され、またＮＯＴ回路１６及びＮＯＴ回路１７を経
て出力端子ｃにおいてはＬ信号として出力される。制御
装置３はこの２つの信号を受けたときメモリ内において
走行軌跡データの記録を自動的に終了する（図４のステ
ップ４）。

【００２１】以上のように、起振開始・終了操作機構
（振動スイッチ１１）と、制御装置３における地盤の締
固め情報の記録開始及び記録終了の動作とを自動的に連
動させる構成とすれば、運転者が別途に走行軌跡データ
の記録開始や記録終了の手動操作を行う必要がなくな
り、管理業務の省力化が可能となる。また、例えば転圧
輪を振動させて締固め施工に入ったにもかかわらず、運
転者が走行軌跡データの記録開始の操作を忘れてしまう
といった人的ミスが解消されることとなり、簡易で信頼
性の高い地盤の締固め管理システムを構築できる。ま
た、連動の手段として振動スイッチのＯＮ−ＯＦＦの状
態（電気信号）を検出する振動スイッチ検出手段９を備
える構成とすれば、簡単な構成を実現でき、経済的な締
固め管理システムとなる。

【００２２】さて、一般に高速道路やダム，空港等の建
設現場には管理事務所が仮設され、この管理事務所内に
設置した管理コンピュータにて前記走行軌跡データなど
の地盤の締固め情報が管理される場合が多い。この際、
従来においては、制御装置にて生成した走行軌跡データ
等をＩＣカードなどの記録媒体を介して人手により管理
コンピュータに入力していたことは既述した通りであ
る。この問題に対し、本発明においては、制御装置３に
おける地盤の締固め情報の記録終了時に、記録した地盤
の締固め情報を無線により管理コンピュータに自動的に
送信する構成としてある（図４のステップ５）。これに
より、管理コンピュータへの入力の煩わしさや入力のし
忘れといった問題も解消され、管理業務の省力化が図れ
るとともに、より簡易で信頼性の高い地盤の締固め管理
システムを構築できる。

【００２３】送信用の無線送信機１８としては、汎用性
のある携帯電話やＰＨＳなどの無線電話機を使用すれば
経済的であり、この場合、無線電話機はデータ通信ケー
ブルを介して制御装置３に接続される。一方、管理事務
所側においては、無線送信機１８から送信される締固め
情報を無線受信機１９にて受信し、当該情報は管理コン
ピュータ２０に自動的に入力される（図４のステップ
８）。

【００２４】ここで、無線送信機１８から送信される地
盤の締固め情報は走行軌跡データそのものである場合の
他に、例えば既に制御装置３にて走行軌跡データの生成
と同時に締固め回数分布に関するデータや締固め層厚分
布に関するデータが生成されている場合にはこれらのデ
ータを送信しても良い。走行軌跡データのみが送信され
た場合には、管理コンピュータ２０にて締固め回数分布
や締固め層厚分布に関するデータの生成が行われる。ま
た、送信される他の地盤の締固め情報としては加速度検
出手段８にて得られる加速度のデータ、或いは制御装置
３にてこの加速度のデータに基づいて締固め密度値を既
に算出した場合にはこの締固め密度値に関するデータ等
である。加速度のデータが送信された場合には、管理コ
ンピュータ２０にて締固め密度値に関するデータの生成
が行われる。また、盛土材の種類や運転者名，起振力の
強弱モード（ＨＩＧＨモード−ＬＯＷモード）に関する
データ等を送信しても良い。

【００２５】なお、締固め情報の無線送信中に再び締固
め施工を開始したとき、つまり振動スイッチ１１がＯＮ
となったときには、送信を一旦中断し、振動スイッチ１
１がＯＦＦとなった時点で再度自動的に無線送信するよ
うに構成する（図４のステップ６及びステップ７）。ま
た、締固め情報の無線送信が正常に行われた場合、前記
した車載モニタ７に送信が正常に行われた旨を表示させ
たり、制御装置３においてファイル保存すれば締固め情
報の管理性が向上する。

【００２６】管理コンピュータ２０において、モニタ画
面に表示される或いはプリンタにより出力される締固め
情報の一例を図３に示す。本図から判るように、締固め
情報はいずれもグラフィック表示される。モニタ画面
（或いはプリンタにて出力した紙面）において、図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、施工対象となる
地盤範囲は平面視状の矩形マップとして縮小表示され、
この矩形マップは所定の範囲（例えば数メートル四方）
を１マスとしてマトリックス状に仕切られて表示され
る。勿論、さらに細かく、例えば数十センチメートル四
方を１マスとして表示させたり、また、より詳細に表示
させたい場合にはモニタ画面のドット単位で区分表示さ
せても良い。

【００２７】図３（ａ）は締固め回数分布をカラー区分
をもってグラフィック表示させた場合であり、回数ごと
に異なる各マスのカラー色を見ることで地盤の締固め回
数の分布を瞬時に判断できることとなる。なお、図３
（ａ´）は地盤の断面方向に関する締固め回数分布をカ
ラーグラフィック表示させた場合を示す。本グラフィッ
クにおいて縦方向は標高、横方向は締固め幅寸法であ
る。高低差の大きい地盤の施工現場においてこの地盤の
断面方向に関する締固め回数分布の表示は特に有効であ
り、勿論、締固め層厚分布や締固め密度値に関しても断
面方向に関しての表示が可能である。図３（ｂ）は締固
め層厚分布をカラーグラフィック表示させた場合を示
し、各マスにおける層厚を図３（ａ）の場合と同様にカ
ラー色の区別で瞬時に判じるようにしたものである。ま
た図３（ｃ）は締固め密度値を所定値に対する割合（パ
ーセント）としてカラーグラフィック表示させた場合を
示し、各マスにおける締固め密度の割合をカラー色の区
別で瞬時に判じることができるものである。

【００２８】以上の複数のグラフィック表示は管理コン
ピュータ２０にて容易に切り換え可能に構成されること
は言うまでもない。また、管理コンピュータ２０におい
て地盤の締固め情報は受信するごとに作業者が古い締固
め情報に追加操作或いは更新操作するのではなく、自動
的に追加或いは更新する構成（図４のステップ９）とす
れば、さらなる管理業務の省力化が可能となる。また、
作業者の入力操作ミスといった問題も解消されることと
なり、より簡易で信頼性の高い地盤の締固めシステムを
構築できる。

【００２９】以上、本発明について好適な実施形態を説
明したが、本発明はこれらの形態に限られることなく、
各構成要素の態様やレイアウト等についてその趣旨を逸
脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果が奏され
る。 １）転圧輪起振用の起振開始・終了操作機構と、制御装
置における地盤の締固め情報の記録開始及び記録終了の
動作とを自動的に連動させる構成とすれば、運転者が別
途に走行軌跡データの記録開始や記録終了の手動操作を
行う必要がなくなり、管理業務の省力化が図れる。ま
た、人的ミスのない、簡易で信頼性の高い地盤の締固め
管理システムを構築できる。 ２）制御装置における地盤の締固め情報の記録終了時
に、記録した地盤の締固め情報を無線により管理コンピ
ュータに自動的に送信する構成とすれば、管理コンピュ
ータへの入力の煩わしさや入力のし忘れといった問題も
解消され、管理業務の省力化が図れるとともに、より簡
易で信頼性の高い地盤の締固め管理システムを構築でき
る。 ３）さらに、管理コンピュータが、受信した地盤の締固
め情報を自動的に追加或いは更新する構成とすれば、作
業者の入力操作ミスといった問題も解消され、より簡易
で信頼性の高い地盤の締固めシステムを構築できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤の締固め管理システム１の概
略構成例を示すブロック図である。

【図２】振動系の制御回路及び振動スイッチ検出手段の
制御回路を示す図である。

【図３】管理コンピュータにおいて締固め情報をグラフ
ィック表示させた場合を示す説明図である。

【図４】本発明にかかる地盤の締固め管理システムの作
用を説明するフロー図である。

【符号の説明】

１ 地盤の締固め管理システム ２ 位置検出手段 ３ 制御装置 ７ 車載モニタ ８ 加速度検出手段 ９ 振動スイッチ検出手段 １１ 振動スイッチ（起振開始・終了操作機構） １８ 無線送信機 ２０ 管理コンピュータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の位置を検出する位置検出手段と、
   位置検出手段から出力される位置データに基づいて地盤
   の締固め情報を生成可能な制御装置とを備えた振動ロー
   ラにおいて、 運転席周りに配設された転圧輪起振用の起振開始・終了
   操作機構と、制御装置における地盤の締固め情報の記録
   開始及び記録終了の動作とを、自動的に連動させる構成
   としたことを特徴とする地盤の締固め管理システム。
2. 【請求項２】 前記制御装置における地盤の締固め情報
   の記録終了時に、記録した地盤の締固め情報を無線によ
   り管理コンピュータに自動的に送信する構成としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の地盤の締固め管理システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記管理コンピュータは、受信した地盤
   の締固め情報を自動的に追加或いは更新する構成からな
   る請求項２に記載の地盤の締固め管理システム。